Виды ядерного оружия кратко

Обновлено: 06.07.2024

Ядерным оружием называется оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использовании внутренней энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжелых ядер некоторых изотопов урана и плутония или при термоядерных реакциях синтеза легких ядер изотопа водорода (дейтерия и трития) в более тяжелые, например ядра изотопов гелия.

Мощность ядерных боеприпасов характеризуют тротиловым эквивалентом, то есть таким количеством тратила в тоннах, при взрыве которого выделяется такое же количество энергии, что и при взрыве данного ядерного заряда. По мощности ядерные боеприпасы условно делятся на сверхмалые (до 1 кт), малые (от 1 до 10 кт), средние (от 10 до 100 кт), крупные (от 100 кт до 1 мт), сверхкрупные (свыше 1 мт).

Ядерные взрывы могут осуществляться в воздухе на различной высоте, у поверхности земли (воды) и под землей (водой). В соответствии с этим ядерные взрывы разделяют на воздушные, высотные, наземные (надводные) и подземные (подводные).

Рис. 1. Воздушный ЯВ

Воздушный ядерный взрыв

К воздушным ядерным взрывам относятся взрывы в воздухе на такой высоте, когда светящаяся область взрыва не касается поверхности земли (воды) (рис. 1,а). Одним из признаков воздушного взрыва является то, что пылевой столб не соединяется с облаком взрыва (высокий воздушный взрыв). Воздушный взрыв может быть высоким и низким.

Точка на поверхности земли (воды), над которой произошел взрыв, называется эпицентром взрыва.

Воздушный ядерный взрыв начинается ослепительной кратковременной вспышкой, свет от которой может наблюдаться на расстоянии нескольких десятков и сотен километров. Вслед за вспышкой в месте взрыва возникает шарообразная светящаяся область, которая быстро увеличивается в размерах и поднимается вверх. Температура светящейся области достигает десятков миллионов градусов. Светящаяся область служит мощным источником светового излучения. Увеличиваясь, огненный шар быстро поднимается вверх и охлаждается, превращаясь в поднимающееся клубящееся облако. При подъеме огненного шара, а затем клубящегося облака создается мощный восходящий поток воздуха, который засасывает с земли поднятую взрывом пыль, которая удерживаются в воздухе в течение нескольких десятков минут.

При низком воздушном взрыве (рис. 1,б) столб пыли, поднятый взрывом, может соединиться с облаком взрыва; в результате образуется облако грибовидной формы.

Если воздушный взрыв произошел на большой высоте, то столб пыли может и не соединиться с облаком. Облако ядерного взрыва, двигаясь по ветру, утрачивает свою характерную форму и рассеивается. Ядерный взрыв сопровождается резким звуком, напоминающим сильный раскат грома. Воздушные взрывы могут применяться противником для поражения войск на поле боя, разрушения городских и промышленных зданий, поражения самолетов и аэродромных сооружений. Поражающими факторами воздушного ядерного взрыва являются: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и электромагнитный импульс.

Высотный ядерный взрыв

Рис. 2. Высотный ЯВ

Высотный ядерный взрыв производится на высоте от 10 км и более от поверхности земли. При высотных взрывах на высоте нескольких десятков километров в месте взрыва образуется шарообразная светящаяся область, размеры ее больше, чем при взрыве такой же мощности в приземном слое атмосферы. После остывания светящаяся область превращается в клубящееся кольцевое облако. Пылевой столб и облако пыли при высотном взрыве не образуются.

При ядерных взрывах на высотах до 25-30 км поражающими факторами этого взрыва являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и электромагнитный импульс.

С увеличением высоты взрыва вследствие разрежения атмосферы ударная волна значительно ослабевает, а роль светового излучения и проникающей радиации возрастает. Взрывы, происходящие в ионосферной области, создают в атмосфере районы или области повышенной ионизации, которые могут влиять на распространение радиоволн (ультракоротковолнового диапазона) и нарушать работу радиотехнических средств.

Радиоактивное заражение поверхности земли при высотных ядерных взрывах практически отсутствует.

Высотные взрывы могут применяться для уничтожения воздушных и космических средств нападения и разведки: самолетов, крылатых ракет, спутников, головных частей баллистических ракет.

Рис. 3. Наземный ЯВ

Наземный ядерный взрыв

Наземным ядерным взрывом называется взрыв на поверхности земли или в воздухе на небольшой высоте, при котором светящаяся область касается земли.

При наземном взрыве светящаяся область имеет форму полусферы, лежащей основанием на поверхности земли. Если наземный взрыв осуществляется на поверхности земли (контактный взрыв) или в непосредственной близости от нее, в грунте образуется большая воронка, окруженная валом земли. Размер и форма воронки зависят от мощности взрыва; диаметр воронки может достигать несколько сотен метров.

При наземном взрыве образуется мощное пылевое облако и столб пыли, чем

при воздушном, причем столб пыли с момента его образования соединен с облаком взрыва, в результате чего в облако вовлекается огромное количество грунта, который придает ему темную окраску.

Перемешиваясь с радиоактивными продуктами, грунт способствует их интенсивному выпадению из облака. При наземном взрыве радиоактивное заражение местности в районе взрыва и по следу движения облака значительно сильнее, чем при воздушном. Наземные взрывы предназначаются для разрушения объектов, состоящих из сооружений большой прочности, и поражения войск, находящихся в прочных укрытиях, если при этом допустимо или желательно сильное радиоактивное заражение местности и объектов в районе взрыва или на следе облака. Эти взрывы применяются и для поражения открыто расположенных войск, если необходимо создать сильное радиоактивное заражение местности. При наземном ядерном взрыве поражающими факторами являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация радиоактивное заражение местности и электромагнитный импульс.

Рис. 4. Подземный ЯВ

Подземный ядерный взрыв

Подземным ядерным взрывом называется взрыв, произведенный на некоторой глубине в земле.

При таком взрыве светящаяся область может не наблюдаться; при взрыве создается огромное давление на грунт, образующаяся ударная волна вызывает колебания почвы, напоминающие землетрясение.

В месте взрыва образуется большая воронка, размеры которой зависят от мощности заряда, глубины взрыва и типа грунта; из воронки выбрасывается огромное количество грунта, перемешанного с радиоактивными веществами, которые образуют столб. Высота столба может достигать многих сотен метров.

При подземном взрыве характерного, грибовидного облака, как правило, не образуется. Образующийся столб имеет значительно более темную окраску, чем облако наземного взрыва. Достигнув максимальной высоты, столб начинает разрушаться. Радиоактивная пыль, оседая на землю, сильно заражает местность в районе взрыва и по пути движения облака.

Подземные взрывы могут осуществляться для разрушения особо важных подземных сооружений и образования завалов в горах в условиях, когда допустимо сильное радиоактивное заражение местности и объектов. При подземном ядерном взрыве поражающими факторами являются сейсмовзрывные волны и радиоактивное заражение местности.

Рис. 5. Надводный ЯВ

Надводный ядерный взрыв

Этот взрыв имеет внешнее сходство с наземным ядерным взрывом и сопровождается теми же поражающими факторами, что и наземный взрыв. Разница заключается в том, что грибовидное облако надводного взрыва состоит из плотного радиоактивного тумана или водяной пыли.

Характерным для этого вида взрыва является образование поверхностных волн. Действие светового излучения значительно ослабляется вследствие экранирования большой массой водяного пара. Выход из строя объектов определяется в основном действием воздушной ударной волны. Радиоактивное заражение акватории, местности и объектов происходит вследствие выпадения радиоактивных частиц из облака взрыва.

Надводные ядерные взрывы могут осуществляться для поражения крупных надводных кораблей и прочных сооружений военно-морских баз, портов, когда допустимо или желательно сильное радиоактивное заражение воды и прибрежной местности.

Подводный ядерный взрыв

Подводным ядерным взрывом называется взрыв, осуществленный в воде на той или иной глубине. При таком взрыве вспышка и светящаяся область, как правило, не видны. При подводном взрыве на небольшой глубине над поверхностью воды поднимается полый столб воды, достигающий высоты более километра. В верхней части столба образуется облако, состоящее из брызг и паров воды. Это облако может достигать несколько километров в диаметре. Через несколько секунд после взрыва водяной столб начинает разрушаться и у его основания образуется облако, называемое базисной волной. Базисная волна состоит из радиоактивного тумана; она быстро распространяется во все стороны от эпицентра взрыва, одновременно поднимается вверх и относится ветром. Спустя несколько, минут базисная волна смешивается с облаком султана (султан — клубящееся облако, окутывающее верхнею часть водяного столба) и превращается в слоисто-кучевое облако, из которого выпадает радиоактивный дождь. В воде образуется ударная волна, а на ее поверхности — поверхностные волны, распространяющиеся во все стороны. Высота волн может достигать десятков метров. Подводные ядерные взрывы предназначены для уничтожения кораблей и разрушений подводной части сооружений. Кроме того, они могут осуществляться для сильного радиоактивного заражения кораблей и береговой полосы.

Я́дерное ору́жие (или а́томное ору́жие) — совокупность ядерных боеприпасов, средств их доставки к цели и средств управления; относится к оружию массового поражения наряду с биологическим и химическим оружием. Ядерный боеприпас — оружие взрывного действия, основанное на использовании ядерной энергии, высвобождающейся при цепной ядерной реакции деления тяжёлых ядер и/или термоядерной реакции синтеза лёгких ядер.

Содержание

Поражающие факторы

При подрыве ядерного боеприпаса происходит ядерный взрыв, поражающими факторами которого являются:

Люди, непосредственно подвергшиеся воздействию поражающих факторов ядерного взрыва, кроме физических повреждений, испытывают мощное психологическое воздействие от ужасающего вида картины взрыва и разрушений. Электромагнитный импульс непосредственного влияния на живые организмы не оказывает, но может нарушить работу электронной аппаратуры.

Классификация ядерных боеприпасов

Все ядерные боеприпасы могут быть разделены на две основные категории:

Иногда в отдельную категорию выделяется нейтронное оружие — двухфазный боеприпас малой мощности (от 1 кт до 25 кт), в котором 50—75% энергии получается за счет термоядерного синтеза. Поскольку основным переносчиком энергии при синтезе являются быстрые нейтроны, то при взрыве такого боеприпаса выход нейтронов может в несколько раз превышать выход нейтронов при взрывах однофазных ядерных взрывных устройств сравнимой мощности. За счет этого достигается существенно больший вес поражающих факторов нейтронное излучение и наведённая радиоактивность (до 30% от общего энерговыхода), что может быть важным с точки зрения задачи уменьшения радиоактивных осадков и снижения разрушений на местности при высокой эффективности применения против танков и живой силы. Следует отметить мифический характер представлений о том, что нейтронное оружие поражает исключительно людей и оставляет в сохранности строения. По разрушительному воздействию взрыв нейтронного боеприпаса в сотни раз превосходит любой неядерный боеприпас.

Мощность ядерного заряда измеряется в тротиловом эквиваленте — количестве тринитротолуола, которое нужно взорвать для получения той же энергии. Обычно его выражают в килотоннах (кт) и мегатоннах (Мт). Тротиловый эквивалент условен: во-первых, распределение энергии ядерного взрыва по различным поражающим факторам существенно зависит от типа боеприпаса и, в любом случае, сильно отличается от химического взрыва. Во-вторых, просто невозможно добиться полного сгорания соответствующего количества химического взрывчатого вещества.

Принято делить ядерные боеприпасы по мощности на пять групп:

сверхмалые (менее 1 кт);
малые (1 — 10 кт);
средние (10 — 100 кт);
крупные (большой мощности) (100 кт — 1 Мт);
сверхкрупные (сверхбольшой мощности) (свыше 1 Мт).

Принцип действия

В основу ядерного оружия положены неуправляемые цепная реакция деления тяжелых ядер и реакции термоядерного синтеза.

Варианты детонации

Существуют две основные схемы подрыва делящегося заряда: пушечная, иначе называемая баллистической, и имплозивная.

Пушечная схема

Верхний блок показывает принцип работы пушечной схемы. Второй и третий показывают возможность преждевременного развития цепной реакции до полного соединения блоков.

Имплозивная схема

В ядерных зарядах на основе реакции деления в центре полой сборки обычно размещается небольшое количество термоядерного топлива (дейтерий и тритий), которое нагревается и сжимается в процессе деления сборки до такого состояния, что в нём начинается термоядерная реакция синтеза. Эту газовую смесь необходимо непрерывно обновлять, чтобы скомпенсировать непрерывно идущий самопроизвольный распад ядер трития. Выделяющиеся при этом дополнительные нейтроны инициируют новые цепные реакции в сборке и возмещают убыль нейтронов, покидающих активную зону, что приводит к многократному росту энергетического выхода от взрыва и более эффективному использованию делящегося вещества. Варьируя содержание газовой смеси в заряде получают боеприпасы с регулируемой в широких пределах мощностью взрыва.

Двухфазные боеприпасы позволяют повысить мощность ядерных взрывов до десятков мегатонн. Однако ракеты с разделяющимися боеголовками, высокая точность современных средств доставки и спутниковая разведка сделали устройства мегатонного класса практически ненужными. Тем более, что носители сверхмощных боеприпасов более уязвимы для систем ПРО и ПВО.

В двухфазном устройстве первая стадия физического процесса (primary) используется для запуска второй стадии (secondary), в ходе которой выделяется наибольшая часть энергии. Такую схему принято называть дизайном Теллера-Улама.

Энергия от детонации primary передаётся через специальный канал (interstage) в процессе радиационной диффузии квантов рентгеновского излучения и обеспечивает детонацию secondary посредством радиационной имплозии тампера/пушера, внутри которого находится дейтерид лития-6 и запальный плутониевый стержень. Последний также служит дополнительным источником энергии вместе с пушером и/или тампером из урана-235 или урана-238, причем совместно они могут давать до 85 % от общего энерговыхода ядерного взрыва. При этом термоядерный синтез служит в большей мере источником нейтронов для деления ядер. Под действием нейтронов деления на ядра Li в составе дейтерида лития образуется тритий, который сразу вступает в реакцию термоядерного синтеза с дейтерием.

Как часто мы встречаемся с ошибками про оружие массового поражения! Устал уже реагировать на возникшие на элементарной школьной безграмотности мифы про ядерную бомбу в 1945 г.

Мифы про разновидности оружия

Мифы возникли на основе решения считать атомное оружие ядерном. С точки зрения физики - решение верное. Но. вот с точки зрения истории переписать исторические факты - решение донельзя глупое, введшее множество людей в тупик.

Идёт дикая мешанина терминов "ядерное" и "атомное" почти во всех информациях, сбивая людей с толку. После этого чего мы хотим от наших школьников на ЕГЭ? Мне на уроках истории приходится каждый раз давать краткий ликбез, чтобы снять вопрос с неразберихой.

1. Атомная бомба (1945)

Раньше атомным оружием называли боеприпасы, срабатывавшие цепной реакцией деления. Такими были американская и советская атомные бомбы. И всё человечество называло их атомными , а не ядерными.

Конечно. по сути, это - ядерное оружие: цепная реакция у ядер .

Но, все государства говорили и писали об атомном оружии: однофазных или одноступенчатых взрывных устройствах, в которых основной выход энергии происходит от реакции деления тяжёлых ядер (урана-235 или плутония) с образованием более лёгких элементов.

Кстати, атомное - это не только советская интерпретация. За рубежом писали также.

Почему правильно говорить атомная бомба, и некорректно - атомная ракета? В силу особенностей обеспечения цепной реакции (минимальная масса вещества, способная обеспечить начало цепной реакции и создание условий, при которых она никогда не начнётся спонтанно) масса устройства получалась приличной, и для ракет и снарядов эпохи 1940-х гг. не подходила совершенно. Отсюда - атомная бомба. Хотя, не раз встречал в печати безграмотные словосочетания "атомная ракета" и "атомный снаряд". Такие, конечно, разрабатывали в 1945 г., но они были слишком громоздкими, и атомная артиллерия серийно не состоялась.

Первую такую сделали США. Точнее, 2 разной конструкции, которые и применили в Хиросиме (урановый "Малыш", мощность взрыва 13-18 килотонн в тротиловом эквиваленте) и Нагасаки (плутониевый "Толстяк", 15-22 кт в тротиловом эквиваленте): хотели посмотреть, какой вариант лучше.

В 1949 г. плутониевую атомную бомбу РДС-1 "Татьяна" (22 кт в тротиловом эквиваленте) сделали в СССР. Она сильно отличалась от американских.

2. Ядерное оружие

Собственно ядерным оружием называют ядерные устройства с усиливающим зарядом, который является дополнительным источником энергии, увеличивая общее энерговыделение ядерного взрывного устройства и обходящей необходимость наличия критической массы. Применяются 2 схемы усиления: бустинговое и термоядерное . Вот именно бустинговые ядерные устройства называли до общей кучи-малы ядерным оружием, а термоядерные - термоядерными. Если выражаться проще, обычная взрывчатка, детонируя, создаёт взрывом необходимые условия для цепной реакции ядер.

3. Термоядерное (водородное) "чистое" оружие

В термоядерном оружии - принцип обратный: высвобождение энергии происходит в процессе сверхбыстрой (взрывной) реакции термоядерного синтеза дейтерия и трития в более тяжёлые элементы. Т.е., здесь именно реакция термоядерного синтеза - основной источник энергии взрыва. Основное рабочее вещество большинства современных термоядерных взрывных устройств - дейтерид лития. Подрыв основного боевого заряда дейтерида лития выполняется маломощным встроенным ядерным взрывным устройством (при взрыве ядерного взрывного устройства-детонатора выделяется энергия, более чем достаточная для запуска взрывной термоядерной реакции).

США взорвали "Айви Майк" 1 ноября 1952 г.

СССР произвёл термоядерный взрыв всего через 8 месяцев после США. Советская водородная бомба РДС-6с была полностью отечественной разработкой (шпионаж в США результатов не дал). И она была именно первой бомбой в габаритах бомбового отсека самолёта, а не стационарным сооружением размером с двухэтажный дом, как в США.

4. Термоядерное (водородное) "грязное" оружие

5. Нейтронное оружие

Нейтронное оружие - двухфазный боеприпас малой мощности (1-25 кт), в котором 50-75% энергии получается термоядерным синтезом. Поскольку основным переносчиком энергии при синтезе являются быстрые нейтроны, то при взрыве такого боеприпаса выход нейтронов в несколько раз превышает выход нейтронов при взрывах однофазных ядерных взрывных устройств сравнимой мощности. За счёт этого достигается существенно больший вес таких поражающих факторов, как нейтронное излучение и наведённая радиоактивность (до 30% от общего энерговыхода), что существенно уменьшает радиоактивные осадки и снижает разрушения на местности при высокой эффективности применения против танковых войск и живой силы. Существует миф, что нейтронное оружие поражает исключительно людей и оставляет в сохранности строения. По разрушительному воздействию взрыв нейтронного боеприпаса в сотни раз превосходит любой неядерный боеприпас.

6. Радиологическое оружие

Подведём итоги: как историк, хотел бы сохранить термина атомное оружие, дабы не переписывать тонны книг и не ставить под сомнение принятые документы. Также необходимо указывать, какая атомная бомба использовалась - урановая или плутониевая. И необходимо точно категоризировать, какое оружие - атомное, ядерное, термоядерное или водородное (эта пара самая сложная), нейтронное или радиологическое. Не дай Бог, конечно. применять такое оружие. Но, раз оно стало спутником человеческой истории, знать. как его называть и не ошибаться при этом - важно.

Бонус для дочитавших: классное видео про размеры ядерных арсеналов. "Понравился" переход от Франции к США.

Смотрите мои публикации, ставьте лайки и подписывайтесь на мой канал, а я постараюсь и далее разбирать с непривычных точек зрения подобные исторические ситуации.

Взрыв однофазной ядерной бомбы мощностью 23 кт. Полигон в Неваде (1953 год).

Я́дерное ору́жие — оружие, поражающее действие которого основано на поражающих факторах ядерного или термоядерного взрыва. Ядерное оружие считается одним из видов оружия массового поражения.

Ядерное оружие основано на разрушительной энергии, получаемой от ядерных реакций, либо деления (оружие деления), либо сочетание реакций деления и синтеза (термоядерное оружие). Оба типа бомб выделяют большое количество энергии из относительно небольшого количества вещества. Ядерное оружие состоит из ядерного боеприпа́са — боевого ядерного взрывного устройства, использующего энергию лавинообразно протекающей ядерной или ядерной и термоядерной реакции и средств доставки.

Читайте также: